A framework for robotic excavation and dry stone construction using on-site materials

挖掘机 过程(计算) 管道(软件) 地形 点云 发掘 计算机科学 机器人 机器人学 分割 预处理器 铲子 工程类 人工智能 土木工程 岩土工程 地理 机械工程 操作系统 地图学
作者
Ryan Luke Johns,Martin Wermelinger,Ruben Mascaro,Dominic Jud,Ilmar Hurkxkens,Lauren Vasey,Margarita Chli,Fabio Gramazio,Matthias Köhler,Marco Hutter
出处
期刊:Science robotics [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:8 (84): eabp9758-eabp9758 被引量:43
标识
DOI:10.1126/scirobotics.abp9758
摘要

Automated building processes that enable efficient in situ resource utilization can facilitate construction in remote locations while simultaneously offering a carbon-reducing alternative to commonplace building practices. Toward these ends, we present a robotic construction pipeline that is capable of planning and building freeform stone walls and landscapes from highly heterogeneous local materials using a robotic excavator equipped with a shovel and gripper. Our system learns from real and simulated data to facilitate the online detection and segmentation of stone instances in spatial maps, enabling robotic grasping and textured 3D scanning of individual stones and rubble elements. Given a limited inventory of these digitized stones, our geometric planning algorithm uses a combination of constrained registration and signed-distance-field classification to determine how these should be positioned toward the formation of stable and explicitly shaped structures. We present a holistic approach for the robotic manipulation of complex objects toward dry stone construction and use the same hardware and mapping to facilitate autonomous terrain-shaping on a single construction site. Our process is demonstrated with the construction of a freestanding stone wall (10 meters by 1.7 meters by 4 meters) and a permanent retaining wall (65.5 meters by 1.8 meters by 6 meters) that is integrated with robotically contoured terraces (665 square meters). The work illustrates the potential of autonomous heavy construction vehicles to build adaptively with highly irregular, abundant, and sustainable materials that require little to no transportation and preprocessing.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
李健应助shuo采纳,获得10
1秒前
凡华完成签到,获得积分10
1秒前
ChatGPT发布了新的文献求助10
1秒前
呆萌大象发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
Tr0c发布了新的文献求助10
3秒前
畅快滑板发布了新的文献求助10
5秒前
李lll完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
风趣依丝发布了新的文献求助30
6秒前
7秒前
oTuTo完成签到,获得积分10
9秒前
zh完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
在水一方应助llay采纳,获得10
11秒前
香蕉觅云应助苏子轩采纳,获得10
11秒前
八九发布了新的文献求助10
11秒前
脑洞疼应助senli2018采纳,获得10
11秒前
土豪的惊蛰完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
没有稗子发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
无尘发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
史萌发布了新的文献求助10
15秒前
walker发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
Overlap发布了新的文献求助10
18秒前
小二郎应助pop采纳,获得10
20秒前
王粒伊发布了新的文献求助10
20秒前
也是当上炼丹师了完成签到,获得积分10
21秒前
llay完成签到,获得积分10
21秒前
传奇3应助LS-GENIUS采纳,获得10
22秒前
23秒前
小潘会努力完成签到,获得积分10
23秒前
pyh关闭了pyh文献求助
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6407087
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8226171
关于积分的说明 17446182
捐赠科研通 5459706
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2885088
邀请新用户注册赠送积分活动 1861429
关于科研通互助平台的介绍 1701802